JPH07252301A - 難消化性澱粉の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 着色・加熱臭の少なく、単糖およびオリゴ糖
含量の少ない難消化性澱粉を、低温度でかつ短時間の湿
熱処理により、簡便かつ高収率で得られる方法を提供す
ること。 【構成】 澱粉に対して０．０３〜０．１％（ｗ／ｗ）
の無機酸を澱粉に平衡吸着させることによって酸処理し
た澱粉を、その水分含有率を３〜７％（ｗ／ｗ）に維持
しながら、１３０℃〜１４０℃で湿熱処理を行うことを
特徴とする難消化性澱粉の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、難消化性澱粉の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、肥満等の理由でカロリーの過剰摂
取などが問題となっており、多くの低カロリー食品が開
発されている。また、従来、食物に含まれる繊維は消化
管内で消化されないために不要なものとみなされていた
が、最近、健康維持と疾病予防に対して有効であるとい
うことで注目されている。この食物繊維を多く含むもの
としては、穀物の外皮や糠があり、これを加工したもの
もあるが、これらは水に不溶であって食品に利用した場
合にざらつきなどが出て食感を損なったりする。また、
水溶性の食物繊維として天然ガム類などがあるが粘性が
高いので食品に多量に用いることは難しい。

【０００３】一方、澱粉を例にとれば、澱粉や澱粉の加
工品であるα−澱粉、焙焼デキストリン、誘導体、ぶど
う糖、粉あめやマルチデキストリンなどが食品素材とし
て各種の加工食品に大量に使用されている。しかし、こ
れら澱粉加工品の大部分は難消化性成分の含量が５％
（ｗ／ｗ）以下である。難消化性澱粉としては、わずか
に焙焼デキストリンが知られているのみであるが、焙焼
デキストリンでも難消化性成分の割合は３０％（ｗ／
ｗ）程度にすぎない。近年、この焙焼デキストリンを出
発原料にして、酵素反応により難消化性成分を高め、難
消化性デキストリンを製造する方法が報告されている
（特開平５−１４８３０１号公報）。具体的には、原料
澱粉に１％前後の濃度の酸水溶液を数％程度（３〜１０
％）添加し、１５０〜２００℃で１０〜１２０分焙焼さ
せて焙焼デキストリンとした後、α−アミラーゼ、グル
コアミラーゼを作用させ、活性炭脱色、イオン交換樹脂
を経て精製するという方法である。しかしながら、本方
法においては、難消化性成分率を向上させるために加熱
時間を長くすることが必要になるが、焙焼が進むに従っ
て着色が進む上、収斂味が増し、独特の加熱臭が付いて
くる。また、高温度による焙焼では脱色等の精製の操作
が必要になるといった問題があるため、焙焼温度は１５
０℃〜２００℃程度に限られることになり、さらにアミ
ラーゼ処理やα−グルコシダーゼ処理などの酵素処理を
施すことによって難消化性成分の向上が図られている。
そのため、大量の酵素薬品が必要であり、かつ、脱色の
操作も必要といった製造工程上の問題がある。

【０００４】また、澱粉の湿熱処理により、澱粉の物理
的な特性が変化することが知られている。湿熱処理によ
る澱粉の物理的特性の変化としては、平衡水分の変化、
Ｘ線回析図の変化、澱粉粒の膨潤性の変化、糊化開始温
度の上昇などが知られている。さらに、ハイアミロース
コーンスターチに、３．５倍の水を添加し、１３４℃７
０分の湿熱処理を２回行うとα−アミラーゼで分解され
ない抵抗性澱粉が生成することが知られている（澱粉科
学 40巻 第３号 p.285 〜290, 1993 ）。しかし、本
方法においては酸処理を行っていないため、澱粉の分解
が起こりにくく、またオートクレーブ中の相対湿度１０
０％条件下で１３４℃７０分の湿熱処理が２回も必要と
すると上、含有率が２８％（ｗ／ｗ）程度で低いという
問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
より低温度でかつ短時間の湿熱処理により、着色・加熱
臭の少なく、単糖およびオリゴ糖含量の少ない難消化性
澱粉を簡便かつ高収率で得られる方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、酸触媒による澱粉
加水分解工程に、低水分含有率下での湿熱処理を導入す
ることにより、難消化性澱粉を効率的に製造できること
を見いだし、本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明は、酸処理した澱粉を原
料にし、その水分含有率を３〜７％（ｗ／ｗ）に維持し
ながら、１３０℃〜１４０℃で湿熱処理を行うことを特
徴とする難消化性澱粉の製造方法である。

【０００８】本発明において、難消化性澱粉とは、難消
化性でかつ難吸収性の食品成分である食物繊維のうち、
澱粉を原料にして生成される難消化成分をいう。

【０００９】本発明に使用できる澱粉は、コーンスター
チ、馬鈴薯澱粉、米澱粉、小麦澱粉等の穀物澱粉が挙げ
られる。価格が低い点や、反応のしやすさ等によりコー
ンスターチが好ましい。また、本発明で使用する澱粉
は、水分含有率が約１０％（ｗ／ｗ）のものである。

【００１０】本発明における酸処理は、上記澱粉に対し
て、０．０３〜０．１％（ｗ／ｗ）、好ましくは０．０
５〜０．０７％（ｗ／ｗ）の塩酸、硫酸、硝酸などの無
機酸、好ましくは塩酸を、１０〜３０分間、室温にて澱
粉に平衡吸着させることにより行う。０．１％（ｗ／
ｗ）以上の添加では、副反応（メイラード反応）が生
じ、カラメル化して着色が激しくなり、また０．０３％
（ｗ／ｗ）以下の低濃度では難消化性澱粉の収率が悪く
なる。酸処理を行わない場合、湿熱処理後の澱粉の結合
様式は消化性のα−１→４結合がほとんどであるため、
難消化性澱粉の製造には当該酸処理が必須である。

【００１１】次に、酸吸着澱粉を濾別後、風乾、減圧乾
燥により乾燥させて、その水分含有率を３〜７％（ｗ／
ｗ）とする。上記のような低水分含有率とするのは、原
料に用いられる澱粉に含有する水分の存在が、湿熱処理
による澱粉分解に伴うグルコースあるいは還元糖の生成
を促進すると同時に難消化性澱粉の生成反応量を阻害す
る方向及び高分子化に導くため、水分含有率を低めるこ
とによって単糖およびオリゴ糖の生成量が少なく、かつ
難消化性澱粉含量を多くするためである。

【００１２】この後、乾燥した酸吸着澱粉を耐熱性のテ
フロン製テトラパックに詰めた後、テトラパックの爆発
を防ぐために脱気を行い、密封する。この場合、容器に
ついては、耐熱耐圧で、かつ密封が行えるものであれば
この限りではなく、耐熱耐圧容器を使用する時は脱気の
必要がない。密封後、定温恒温器中で、１３０℃〜１４
０℃、３０分から６０分、好ましくは約１３５℃で３０
分の湿熱処理を行う。

【００１３】湿熱処理を終えた澱粉は水に溶解し、ｐＨ
を調整する。ｐＨの調整には一般のアルカリがいずれも
使用可能であるが、好ましくは炭酸ナトリウムを用い
る。炭酸ナトリウム水溶液でｐＨを５〜５．５、好まし
くはｐＨ５．２に調整したのち、遠心により水不溶性画
分を除去する。水不溶性画分に対し、この操作を２〜３
回繰り返し行い、上澄液を集め、減圧濃縮を行う。濃縮
した上澄液をアルコール中に攪拌しながら注入し、アル
コール不溶画分を遠心により分離、上澄液を除去する。
アルコールはエタノール、メタノールなどいずれのアル
コールも使用可能であり、またアセトンでもよい。分別
した沈殿物は数回アルコールで洗浄、脱水を繰り返した
後、アルコールを除去し風乾する。以上の操作で得た粉
末を難消化性澱粉含有デキストリンと定義する。このア
ルコール処理により、着色性物質及び低分子糖の一部が
除去される。また、低分子糖の除去には、パン酵母に低
分子糖を資化させる方法も用いることができる。かくし
て平均分子量がゲル濾過分析により約２０００、難消化
性澱粉含量約６０％（ｗ／ｗ）の難消化性澱粉含有デキ
ストリンが高効率で得られる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例、実験例により具体的
に説明するが、これらにより本発明の範囲が限定される
ものではない。尚、実施例、ならびに実験例において用
いた各測定方法を以下に参考例として説明する。

【００１５】〔参考例〕 (1) 難消化性澱粉含有量の測定 難消化性澱粉含有量の測定は、食物繊維定量法として採
用されている、Prosky-AOAC 法（J. Assoc. off. Anal.
Chem., 71, 1017-1023, 1988)により行う。試料１ｇを
正確に秤り、０．０６Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）５
０ｍｌを加え、１Ｎ−ＮａＯＨにてｐＨ６．０とし、タ
ーマミル（ノボ社製のα−アミラーゼ）０．１ｍｌを添
加し、９０℃で６０分間反応させる。冷却後、１Ｎ−Ｎ
ａＯＨにてｐＨ７．５とし、プロテアーゼ（Sigma 社
製）５．０ｍｇを添加し、９０℃で６０分間反応させ
る。続いて１Ｍ酢酸緩衝液（ｐＨ４．５）５．０ｍｌを
加え、冷却し、０．５Ｍリン酸緩衝液にてｐＨ４．５と
し、アミログルコシダーゼ（Sigma 社製）０．１ｍｌを
添加し、６０℃で６０分間反応させる。この後、６０℃
エタノール（９９．５％（ｖ／ｖ））を添加し、１時間
以上放置後、３０ｍｌエタノールにて２回脱水処理を行
い、１０ｍｌアセトンにて２回洗浄し、減圧乾燥後秤量
し、難消化性澱粉量とした。

【００１６】(2) 平均分子量の測定 試料を水に溶解し、1000ppm(W/W)濃度に調製した試料液
を用い、下記の条件下で高速液体クロマトグラフィーを
行い測定する。 カラム ：東ソーＧ３０００ＰＷＸＬ ３０ｃｍ 温度 ：４０℃ 溶出液 ：水 流速 ：１ｍｌ／ｍｉｎ． 検出器 ：ＲＩ 標準試料：オリゴ糖α−１，４ｍｉｘ〔（株）中埜酢店
製（Ｍ．Ｗ．２０００）〕 マルトペンタオース マルトトリオース

【００１７】(3) グリコシド結合様式の検討方法 グリコシド結合様式は、下記のメチル化法［R. Gonda e
t al., Chem. Pham. Bull., 38(10), 2771-2774 (199
0)］でメチル化し、加水分解後にガスクロマトグラフィ
ーにより各グリコシド結合の定量を行うことにより調べ
る。

【００１８】 メチル化 脱水した試料（１０ｍｇ）をネジ付試験管に入れ、１ｍ
ｌの脱水ＤＭＳＯを加えて溶解する。これにＮａＯＨを
１００ｍｇ加え、直ちに０．５ｍｌのヨウ化メチルを加
える。窒素ガスによる置換を行った後、スターラーで攪
拌しながら１〜２時間反応させ、水５ｍｌを加える。こ
れに５ｍｌのクロロホルムを加えて十分に振とうし、ク
ロロホルム層を三角フラスコにとる。同様の操作を５回
繰り返し、三角フラスコにとったクロロホルム層に蒸留
水２５ｍｌを加え、振とう後、クロロホルム層を回収す
る操作を３回繰り返す。次にエバポレーターで減圧乾燥
する。

【００１９】 完全メチル化の確認 クロロホルム１〜２ｍｌで試料を溶解した後、クロロホ
ルムを対照としてＩＲを測定し、水酸基がないことを確
認する。

【００２０】 分離 セファデックスＬＨ−２０（ファルマシア社製）で糖画
分を分離する。溶媒は、クロロホルム：メタノール＝
２：１を用い、試料を溶媒１ｍｌに溶かして分離する。
糖画分をフェノール硫酸法で確認後、回収し、減圧乾燥
する。

【００２１】 加水分解 メチル化物に１〜２ｍｌの９０％（ｗ／ｖ）ギ酸を加え
て窒素ガス置換を行い、１００℃で３〜８時間反応さ
せ、減圧乾燥する。１〜２Ｍのトルフルオロ酢酸１〜２
ｍｌを添加し、窒素ガス置換して密封する。１００℃で
３〜１０時間反応させ、トリフルオロ酢酸が完全に除去
されるまで乾燥する。

【００２２】 還元 加水分解物を１〜２ｍｌの５０％（ｖ／ｖ）以下のエタ
ノールで溶解し、試料の５〜１０倍量のホウ水素化ナト
リウムを加えて室温で２〜４時間放置する。アンバーラ
イトＣＧ−１２０〔Ｈ⁺ 〕（オルガノ社製）を蒸留水に
懸濁させて、試料に少量ずつ滴下する。十分量を添加
し、１０分以上静置する。濾過後、残渣を５０％エタノ
ールで洗浄し、さらに９９．５％（ｖ／ｖ）エタノール
で洗浄した後、減圧乾燥する。減圧乾燥後、析出したホ
ウ酸結晶を５〜１０ｍｌのメタノールに溶解し、減圧乾
燥する。この操作を２回繰り返す。

【００２３】 アセチル化 試料にピリジン０．３ｍｌを加え、溶解させた後、無水
酢酸０．３ｍｌを加える。オイルバス上、９５〜１００
℃で９０〜１２０分反応させ、反応後冷却する。トルエ
ン１ｍｌ添加し、４０℃以下で減圧濃縮し、乾固する。

【００２４】 溶解 試料を０．５ｍｌのクロロホルムに溶解してガスクロマ
トグラフで分析する。

【００２５】 ガスクロマトグラフィーの条件 ［TIC］ Mode : MF-EI［Pos.］ Carrier gas : He 1.14 cm³/min Capillary column : 0.25 mm, 3m, HiCap-CBP10 (GLサ
イエンス）120 scan/min

【００２６】〔実施例１〕市販のコーンスターチ５００
ｇを１Ｌの０．０５％（ｗ／ｗ）希塩酸水溶液に１０分
間処理し、濾紙で濾過後、風乾した。室温で水分含有率
５％（ｗ／ｗ）まで減圧乾燥した。この酸吸着澱粉を耐
熱性のテフロン製テトラパックにつめ、脱気し、１３５
℃３０分間、定温恒温器中で湿熱処理した。湿熱処理
後、３５％（ｗ／ｗ）水溶液にし、ｐＨ５．２に調整し
た後、遠心により、水不溶性画分を除去した。水不溶性
画分に対し、この操作を２回繰り返し行い、上澄液を集
め、減圧濃縮を行った。濃縮した上澄液をエタノール中
に攪拌しながら注入し、エタノール不溶画分を遠心分離
により分離して上澄液を除去した。分別した沈殿物は、
数回エタノール洗浄、及び脱水を繰り返した後、エタノ
ールを除去し風乾し、難消化性澱粉含有デキストリンを
得た。食物繊維定量法（Prosky-AOAC 法）にしたがって
難消化性澱粉を定量した結果、含量は６４％（ｗ／ｗ）
であり、２０２ｇの難消化性澱粉を得た。この結果より
明らかなように、本発明により製造した難消化性澱粉含
有デキストリンの難消化性成分含量は高く、このため非
常に難消化性になっているといえる。また、その平均分
子量は２０００で、単糖および重合度２〜９のオリゴ糖
含量は、６．９％であった。

【００２７】〔実施例２〕米澱粉１００ｇを２００ｍｌ
の０．０５％（ｗ／ｗ）希塩酸水溶液に１０分間処理
し、濾紙で濾過後、風乾した。室温で水分含有率５％
（ｗ／ｗ）まで減圧乾燥した。この酸吸着澱粉を耐圧ガ
ラス製容器につめ、１４０℃３０分間、定温恒温器中で
湿熱処理した。湿熱処理後、３５％（ｗ／ｗ）水溶液に
し、ｐＨ５．２に調整した後、遠心により、水不溶性画
分を除去した。水不溶性画分に対し、この操作を２回繰
り返し行い、上澄液を集め、減圧濃縮を行った。濃縮し
た上澄液をエタノール中に攪拌しながら注入し、エタノ
ール不溶画分を遠心分離により、分離して上澄液を除去
した。分別した沈殿物は、数回エタノール洗浄、及び脱
水を繰り返した後、エタノールを除去し風乾し、難消化
性澱粉含有デキストリンを得た。食物繊維定量法（Pros
ky-AOAC 法）にしたがって難消化性澱粉を定量した結
果、含量は６０％（ｗ／ｗ）であり、４８ｇの難消化性
澱粉を得た。

【００２８】〔実験例１〕 湿熱温度と難消化性澱粉生
成率の関係 （方法）コーンスターチを原料として実施例１と同様に
して酸処理を行った酸吸着澱粉について、水分含有率を
７％（ｗ／ｗ）に維持しながら、１２５、１３０、１３
５、１４０、１４５℃の各温度で３０分間湿熱処理を行
った。その後、エタノール処理により回収し、難消化性
澱粉の含量をProsky-AOAC 法により測定した。 （結果）図１に示すように、１３０〜１４０℃の範囲で
は、難消化性成分の生成率は３０％以上だが、１４５
℃、１２５℃ではその生成率は著しく減少した。

【００２９】〔実験例２〕 水分含有率と難消化性澱粉
生成率の関係 （方法）コーンスターチを原料として実施例１と同様に
して酸処理を行った酸吸着澱粉ついて、水分含有率を
３、５、７、１０、１５％（ｗ／ｗ）に維持しながら、
１３５℃で３０分間湿熱処理を行った。その後、エタノ
ール処理により回収し、難消化性澱粉の含量をProsky-A
OAC 法により測定した。 （結果）図２に示すように、水分含有率７％（ｗ／ｗ）
以下の範囲では、難消化性澱粉の生成率３０％以上であ
るが、水分含有率の上昇とともに生成率が下がる傾向が
認められた。

【００３０】〔実験例３〕 生成した難消化性澱粉のグ
リコシド結合様式の検討 （方法）実施例１と同様にして酸処理を行った酸吸着澱
粉、ならびに比較として酸処理を行わない酸未吸着澱粉
を試料とし、それぞれ水分含有率を５％（ｗ／ｗ）に維
持しながら、酸吸着澱粉は１３５℃３０分間、酸未吸着
澱粉は１３５℃３時間湿熱処理した。湿熱処理後、エタ
ノール処理により回収し、難消化性澱粉を得た。それぞ
れの難消化性澱粉の結合様式を、試料をメチル化し、加
水分解および還元、アセチル化を行った後、ＧＬＳ−Ｍ
Ｓ法により調べた。 （結果）酸吸着澱粉は、α−１→６結合、及びわずかだ
が、α−１→２結合の生成が認められた。一方、酸未吸
着澱粉は、α−１→４結合が大部分であり、他の結合は
ほとんど認められなかった（図３）。また、Prosky-AOA
C 法により測定した難消化性澱粉の含量は４％（ｗ／
ｗ）であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明の難消化性澱粉の製造方法によれ
ば、従来より低温度でかつ短時間の湿熱処理により、着
色・加熱臭の少なく、単糖およびオリゴ糖の含量の少な
い難消化性澱粉を簡便かつ高収率で得られる。また本発
明の方法により製造される難消化性澱粉は非常に難消化
性で低カロリーであるため、カロリーや炭水化物の摂取
を制限する必要のある人のための低カロリー食品素材と
して、また、各種食品、例えば、清涼飲料水、アイスク
リーム、食パン、ドレッシング、キャンディー、水産練
り製品など多くの食品に添加混合して利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 湿熱温度と難消化性澱粉生成率の関係を示
す。

【図２】 水分含有率と難消化性澱粉生成率の関係を示
す。

【図３】 酸吸着澱粉、ならびに酸未吸着澱粉のグリコ
シド結合様式の変化を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸処理した澱粉を原料にし、その水分含
   有率を３〜７％（ｗ／ｗ）に維持しながら、１３０℃〜
   １４０℃で湿熱処理を行うことを特徴とする難消化性澱
   粉の製造方法。
2. 【請求項２】 酸処理が、澱粉に対して０．０３〜０．
   １％（ｗ／ｗ）の無機酸を澱粉に平衡吸着させて行うも
   のであることを特徴とする請求項１記載の難消化性澱粉
   の製造方法。